En el diseño EMC de equipos electrónicos, los ingenieros a menudo se encuentran con un dilema: se han instalado escudos metálicos en el interior del equipo, pero las emisiones de radiación en algunas bandas de frecuencia todavía superan el estándar. El problema está en la reflexión: aunque la cubierta de blindaje metálico bloquea la radiación externa de las ondas electromagnéticas, en el interior de la cavidad cerrada, las ondas electromagnéticas se reflejan de un lado a otro entre las paredes metálicas, formando ondas estacionarias y resonancia de la cavidad, produciendo una intensidad de campo extremadamente alta en un punto de frecuencia específico, lo que agrava la interferencia del circuito sensible.

La idea para resolver este problema no es seguir "conteniendo", sino "canalizando". Los materiales absorbentes de ondas de alta conductividad magnética están hechos para esta demanda. A diferencia de los materiales de blindaje metálico que dependen de la conductividad eléctrica para reflejar las ondas electromagnéticas, los materiales absorbentes de alta conductividad magnética convierten la energía de las ondas electromagnéticas en energía térmica a través del mecanismo de pérdida magnética y eliminan la interferencia de la Fuente.

2. ¿ cuáles son los materiales absorbentes de ondas de alta permeabilidad magnética: definición y mecanismo de pérdida magnética

Los materiales absorbentes de ondas electromagnéticas de alta conductividad magnética se refieren a los materiales absorbentes de ondas electromagnéticas cuya parte real de conductividad magnética (mu 'es significativamente más alta que los materiales magnéticos convencionales (generalmente mu' 5, y algunos sistemas pueden alcanzar cientos) en la banda objetivo. Su conductividad magnética compleja se puede expresar como mu = mu '- J mu ", en el que mu' caracteriza la capacidad de almacenamiento del material para la energía del campo magnético y mu" caracteriza la capacidad de pérdida magnética del material para la energía de las ondas electromagnéticas.

Los materiales de alta conductividad magnética pueden lograr una respuesta magnética más fuerte a un espesor más delgado. Cuando las ondas electromagnéticas incidente en la superficie del material, cuanto mayor sea el mu 'y más fácil será guiar la línea de campo magnético hacia el interior del material; Después de entrar en el material, el mecanismo de pérdida magnética convierte la energía electromagnética en energía térmica. La pérdida magnética proviene principalmente de mecanismos como la resonancia de la pared de dominio, la resonancia natural y la pérdida de vórtice. Los materiales de alta mu 'con un diseño adecuado de emparejamiento de propiedades dieléctrico e impedancias pueden convertir eficientemente la energía de las ondas electromagnéticas incidente en energía térmica, logrando así la absorción y atenuación.

3. sinergia entre mu 'y mu ": la alta permeabilidad no es un solo indicador

El núcleo de diseño de los materiales absorbentes de ondas de alta permeabilidad es encontrar el equilibrio óptimo entre la parte real de la permeabilidad (mu 'y la parte virtual (mu ") y entre la coincidencia de resistencia y la capacidad de pérdida.

IV. sistemas de materiales: mapas de propiedades de ferritas a nanocristales

Las propiedades de los materiales absorbentes de alta conductividad magnética se derivan de su sistema de absorbentes. Según el mecanismo de pérdida magnética, los principales sistemas incluyen las siguientes cuatro categorías:

Fuente de los datos:Ciencia y tecnología avanzadas de la AcademiaInformación Pública de la industria

Los materiales absorbentes de ferritas tienen las características de alta banda de absorción, alta tasa de absorción y delgado espesor de coincidencia, y son ampliamente utilizados en el campo de la protección contra la radiación electromagnética. Bajo la misma frecuencia de resonancia, la conductividad magnética del material aumenta considerablemente, lo que puede romper fácilmente el límite Snoek de las propiedades magnéticas del material absorbente isotrópico. Los micropolvos metálicos magnéticos (como fesial y feni) tienen una alta resistencia magnética saturada y ventajas de bajo costo, pero el mecanismo de pérdida es relativamente único, y cuando la conductividad magnética y la constante dieléctrica no coinciden, causarán una mala coincidencia de resistencia y una banda de absorción estrecha. La combinación de materiales y el diseño estructural son dos formas clave de desarrollar materiales absorbentes de ondas electromagnéticas de alto rendimiento.

V. sistema de productos de materiales absorbentes de ondas de alta permeabilidad magnética para la Ciencia y la tecnología de la academia avanzada

Advanced Academy (shenzhen) Technology co., Ltd. se enfrenta a la banda de MHz a GHz y ha formado una gama completa de productos de materiales absorbentes de alta conductividad magnética. La serie xjy - MH incluye tres modelos principales, xjy - mh100, xjy - mh150 y xjy - mh200, que cubren la banda de baja frecuencia a microondas. el sustrato es un sistema compuesto de polímero flexible, con una capa conductora, una capa aislante o papel de aluminio en la superficie, que admite Troquelado de precisión y compuesto de pegamento trasero.

Fuente de los datos:Ciencia y tecnología avanzadas de la Academia

El estudio de materiales absorbentes de alta permeabilidad de la placa de platino puede lograr una pérdida de reflexión de más de 20 DB en la banda objetivo, lo que significa que al menos el 99% de la energía de las ondas electromagnéticas incidente es absorbida por el material. El material tiene una banda de absorción ancha, una curva de respuesta plana y una capacidad de absorción estable en un amplio rango de frecuencia. En el diseño de la estructura multicapa, la pérdida de reflexión de la película absorbente multicapa de la placa de platino a 14,08 GHz alcanzó - 54,1 db, y el ancho de banda de absorción efectivo alcanzó 6,3 GHz (11,7 - 18 ghz).

6. consideraciones de selección: decisiones de ingeniería desde la frecuencia hasta la coincidencia de Resistencia

Al seleccionar materiales absorbentes de alta permeabilidad magnética, los ingenieros deben centrarse en las siguientes dimensiones:

• Coincidencia de frecuencia de interferencia objetivo.La respuesta de frecuencia de los diferentes sistemas de materiales es significativamente diferente. Las ferritas son adecuadas para bandas de frecuencia de MHz (como NFC / RFID de 13,56 mhz, carga inalámbrica); Los micropolvos de Metales magnéticos y los materiales nanocristalinos tienen una respuesta magnética más estable en la banda de ghz; Los radares de ondas milimétricas y las estaciones base 5G necesitan modelos de materiales optimizados para segmentos de alta frecuencia específicos. Primero se debe confirmar la frecuencia de interferencia que debe tratarse, y luego se debe seleccionar un material con suficientes mu 'y mu "en esta banda de frecuencia.
• Diseño de emparejamiento de resistencia.La coincidencia de resistencia es un factor clave que afecta el rendimiento de absorción de ondas. Al seleccionar el material, hay que prestar atención a si la relación entre la constante dieléctrica y la conductividad magnética del material está cerca de la resistencia del espacio libre (unos 377 omega) para garantizar que las ondas electromagnéticas puedan entrar efectivamente en el interior del material para ser absorbidas, en lugar de reflejarse en la superficie. A través del proceso de recubrimiento de superficie y regulación de la constante dieléctrica, la Ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia permiten que el material mantenga una ventana de coincidencia de resistencia MU / Epsilon estable mientras mejora la permeabilidad magnética.
• Limitaciones de espesor y espacio.El rango de espesor de los materiales absorbentes de ondas de alta conductividad magnética de la serie xjy - MH es de 0,2 a 2,0 mm. en aplicaciones con espacio limitado, se debe dar prioridad a modelos con un espesor más alto y delgado de mu 'como xjy - mh200; En aplicaciones con mucho espacio, se pueden elegir modelos más gruesos para obtener una mayor eficiencia de absorción.
• Montaje flexible y adaptación de procesamiento.Los materiales absorbentes de ondas de alta conductividad magnética deben soportar el troquelado de precisión y la combinación de pegamento trasero para adaptarse al espacio irregular dentro de los equipos electrónicos. El sustrato de los productos científicos y tecnológicos de la academia avanzada es un sistema compuesto de polímero flexible, cuya superficie puede estar cubierta con una capa conductora, una capa aislante o una lámina de aluminio, y se puede pegar y combinar de manera flexible con varias capas de acuerdo con las necesidades del cliente.

VII. mapa de aplicaciones: de los antimetales RFID a los radares de ondas milimétricas

8. observaciones finales

La esencia de los materiales absorbentes de ondas de alta conductividad magnética es el material funcional que utiliza el mecanismo de pérdida magnética para "absorber" la energía de las ondas electromagnéticas en lugar de "reflejar". Introduce ondas electromagnéticas en el interior del material a través de un alto mu 'y las convierte en energía térmica a través de un alto mu', eliminando la interferencia electromagnética desde la Fuente.

La evolución de los materiales, desde las ferritas hasta los nanocristales, refleja la mejora de la demanda de inhibición del EMI de "aplicación de media y alta frecuencia" a "estabilidad de banda ancha". Comprender la sinergia entre mu 'y mu ", el papel decisivo de la coincidencia de impedancias en la eficiencia de absorción y las diferencias de respuesta de frecuencia entre los diferentes sistemas de materiales son las claves para actualizar los materiales absorbentes de alta permeabilidad de" un material funcional "a" decisiones de ingeniería ".